电子工程防静电设计规范B5条文说明

1、GB50611-2010电子工程防静电设计规范Code for Design protection of electrostatic discharge in electronic engineering 条文说明本规范属于工程建设类标准。随着电子工业的高速发展，对各类特定功能防静电工作区的需求日益增加，本规范旨在提供一般电子工业建设工程设计中可能设置防静电工作区的设计控制目标、实施方法，同时规定防静电工作区室内设计的质量标准及适用范围。电子工业领域建设工程中要求其室内环境控制静电的场所主要有以下两类：1静电放电敏感的基础材料、元器件、组件、仪器和设备的制造和操作场所。这是指的“操作”包括静电

2、敏感元器件的包装、运输、打开包装、测试、安装、保养和维修以及与这些操作相关联的活动。2配置静电放电敏感的电子仪器、设备和设施的应用场所，诸如各类电子信息机房，各类静电放电敏感的电子仪器实验室、监控室等。电子工业领域的某些场所有较高的洁净环境要求，静电的存在会影响洁净设施的效能，同时洁净环境的调整气流会产生较严重的静电，因此洁净环境的设计亦应设定静电控制的预期目标，并按本规范的规定执行。本条提出了防静电工作区设计应遵循的几条原则：根据使用要求，确定控制目标、选择防静电等级；根据不同的环境影响因素、使用要求，进行技术经济比较，选择经济有效的设计方案；根据质量控制要素的要求，进行系统综合设计，达到使

3、用要求、控制目标、影响因素、设计方案、对应措施、实现需求的总体设计目标。防静电工作区的确定边界，可以是建筑的实体介质（如墙、柱、门窗、地面、顶棚等），也可以是空间的界定范围（图1）。本条提出了防静电工作区设计应采用的主要技术措施，从抑制或减少静电的产生有有效、安全地泄放静电两个方面制定了3条措施。关于消除防静电工作区局部超过规定静电电位限值的工程措施，因不具有普遍性，在第9章专述。现行行业标准防静电工作区技术要求GJB3007将防静电工作区的允许对地静电电位绝对值按100V为界分为A、B二级。本规范以这一“分级”标准为参考，分析电子工业静电防护的需求分布，调查防静电工程的工程实例，考虑对应的技

4、术措施，从需求、资源、措施、目标链式要素等的综合表述，将防静电工作区设计标准细化，分为静电电位绝对值不大于100V、不大于200V、不大于1000V三级。力求标准目标明确，资源利用充分，措施对应得力，执行简便易行。本规范规定的防静电工作区一级标准，即室内静电电位绝对值不大于100V，仅是本级标准的最低要求。注意到当前某些工程有静电电位绝对值不大于50V的要求，但囿于工程实现条件需要一个成熟的过程，本规范暂不设规定，等条件成熟时及时修订。为实施的可操作性，本规范附录A表A提供了各级标准防静电工作区的适用场所，但并不能涵盖电子工业所有工程类别，相近工程设计可根据此表参照使用。防静电工程设计涉及多种

5、专业，相关的专业有：建筑装饰、空调洁净、电气技术、消防、防雷以及电子计算机、通信技术、环保、职业安全等。所涉及的专业的要求均应符合相应国家现行有关标准和规范的规定。同时尚应执行国家有关安全、环保、建筑节能方面的政策法规的规定。材料学理论及实验室条件对材料电性能采用的经典指标是电阻率。随着防静电工程理论的发展和工程实践经验的积累，目前防静电工程业界比较趋同的认识是：在防静电工程领域，采用材料的表面电阻值或体积电阻值作为材料分类参数比表面电阻率或体积电阻率更符合应用实际。国内（如电子行业）、国外如美国材料与试验学会（ASTM）、美国国家标准学会/防静电协会（ANSI/ESD）近年来发布的标准都使用

6、了上述量纲单位，本规范采纳电阻值作为量纲单位。本条规定的材料名称、性能指标主要依据现行行业标准电子产品制造与应用系统防静电检测通用规范SJ/T10694、地板覆盖层和装配地板静电性能的试验方法SJ/T11159、防静电地面施工及验收规范SJ/T31469，并且参考国际、国内相关规范、标准，结合我国实际情况，综合考虑确定。考虑到制品配制和工程前检测的需要，为使用方便，这是补充相应的防静电材料电阻率指标：1静电屏蔽材料：表面电阻率小于1.0×105、体积电阻率小于1.0×105·m的材料。2导静电材料：表面电阻率小于1.0×108、体积电阻率小于1.0

7、15;108·m的材料。3静电耗散材料：表面电阻率1.0×1081.0×1011、体积电阻率1.0×1081.0×1011·m的材料。应当指出，目前无论国内或国外并无统一的材料静电性能测试标准，不同标准、条件、仪器测量的结果有差异，应以质监部门认可的（按电子产品制造与应用系统防静电检测通用规范SJ/T10694-2006）测量报告为准。许多防静电材料及制品都由几部分材料复合组成，本条规定强调各部分组合应具有导静电泄放功能，最终鉴别的是系统的综合防静电性能。防静电材料及制品由于制作方法不同，其防静电性能稳定性差异较大，本条规定要求对防静

8、电材料及制品进行长效型和短效型的鉴别。明示的明确的使用期限内防静电性能应保持稳定，以便设计选择和采取相应措施。防静电材料及制品使用期限，可参照电气绝缘设备评价和鉴定IEC60505的原则，通过加速老化试验，进行功能性评定和寿命预测。防静电性能保持稳定，可以从以下三个方面进行检测鉴定。1环境湿度从75变化到30，环境温度从15变化到35，当材料及制品的电阻变化在一个数量级范围内，可视为稳定。2测试电压绝对值从100V变化到500V，材料及制品的电阻变化在装修数量级范围内，可视为稳定。3在温度为25,相对湿度为4065的条件下对试样施加放电，静电电位绝对值衰减从1000V到100V,当静电衰减时间

9、不大于1s，可视为稳定。本规范仅对材料及制品的防静电性能进行规定，涉及其他物理化学性能的应按国家和行业现行标准防静电活动地板通用规范SJ/T10796、防静电贴面板通用规范SJ/T11236、防静电鞋、导电鞋技术要求GB4385、防静电工作服GB12014、防静电地坪涂料通用规范SJ/T11294等的有关规定执行，尤其要符合国家有关环保、安全、卫生方面的规定。本条规定主要依据现行行业标准防静电地面施工及验收规范SJ/T31469、地方标准防静电工程技术规程DG/TJ08-83等，并参考国内、国外相关标准以及近年来大量的工程实践经验而制定。由于软帘的放电机理比较特殊，其静电泄放过程不是一次就释放

10、全部能量，参照国外标准，软帘的摩擦起电电压可适当放宽。三级防静电工作区提出了低起电材料的应用，根据有关标准和文献的一般提法，低起电材料界定为摩擦起电电压绝对值不大于2000V，为满足三级防静电工作区的静电电位要求，用于防静电环境材料的摩擦起电电压绝对值仍不得大于1000V。本条规定适用于工程意义上的固定设施，不包括局部的临时或过渡性设施。防静电地面是室内环境静电控制的重点部位。防静电地面类型的选择，首先应满足不同的生产工艺及使用要求，其次应适合建筑环境条件，同时还应进行综合技术经济分析和比较。本规范将防静电地面分为五大类，本条款不排除其他新型材料及地面类型的使用，当采用其他新型材料或地面类型时

11、，可参照相近地面类型进行设计选择。具有长效和稳定的导静电性能地面材料参见本规范第条的规定，具有可靠的静电泄放接地系统参见本规范第6章的相关规定。本规范采取设置绝缘隔离层来保证静电泄放接地系统的可靠性，是缘于我国某些地区地下水位较高，气候潮湿引起基础地坪电阻过低，造成静电无组织泄放的问题。为使接地检测真实可靠，设置绝缘隔离层是必要的措施。但设计判定当地气象和地质条件能保证基础地坪有较高电阻时，三级防静电工作区可不设置绝缘隔离层。4.1.6条文规定主要依据现行国家标准建筑地面工程施工质量验收规范GB50209、行业标准防静电地面施工及验收SJT31469和地方标准防静电工程技术规程DG/TJ08-

12、83,以及总结各地专业施工、设计单位近年来工程经验编写而成。为方便设计选择，提供下列推荐使用表（表1）供参考。贴面地面如需防护上蜡，应在保持其原有性能的基础上，导静电型地面上涂导静电蜡，静电耗散型地面上涂防静电蜡。表1防静电地面场所地面类型一级二级三级导静电型活动地板静电耗散型活动地板贴面地板树脂涂层地板水磨石地面移动式地垫注：表中推荐使用，为可以使用。金属骨架有利于整体电气连接和接地。设置接地连接点的规定来源于工程实践，并参照相关国家标准及行业标准。静电泄放和等电位连接是防静电工作区环境抗干扰的必要手段。顶棚和墙、柱面的防静电装饰对控制防静电工作区环境质量主要有两方面的作用：1抑制尘埃的带电

13、吸附，改善环境的清洁度。2抑制静电噪声的空间传导及其与电噪声的耦合，净化防静电工作区的电场环境。其实际效果最终反映仍然是环境的静电电位控制。所以防静电工作区的顶棚和墙、柱面的罩板应根据设计分级标准选择。为确保任何情况下防静电工作区的静电电位绝对值不大于100V，一级静电工作区的墙、柱面应设置导电层，这有利于静电的可靠泄导。由于高度洁净或严格限制静电吸附场所的静电场对尘埃的影响，不能笼统按照本规范第3.1.1条的规定进行控制，因此应根据工艺要求计算确定或依据模拟试验确定顶棚和墙、柱罩面层的静电耗散指标。当表层使用金属面板时，金属导体会与靠近的带电人体产生电离与放电，所以面层金属不宜裸露。本条规定

14、针对二、三级防静电工作区。环境湿度对静电的积聚影响极大，湿度提高会有利静电的耗散，所以在有利湿度的条件下，静电防护的措施可简化。本条规定第1、2款是防静电工作区的基本条件，第35款满足环境密封防尘的基本要求，这对净化防静电环境和节能等具有积极影响。第5款考虑到长效型静电耗散薄膜的价格问题，提出了可采用透明防静电塑料板。一般装修设计中经常使用未经表面改性处理的高分子绝缘材料，这是环境中产生静电的主要静电源，因此本规范明确强调禁用。另外，强吸湿性材料在高温环境条件下容易造成尘埃的悬浮吸附，不宜使用。由于装修饰面的平整光滑对于抑制静电的产生和积聚有积极作用，所以防静电工作区作为工作场所不宜将饰面设计

15、得过于复杂。防静电工作区电源质量与静电的产生并无直接关系，但当环境中的静电噪声与电源噪声产生感应耦合时，将会诱发对电子设备的干扰。因此基于抑制静电噪声的考虑，在防静电工程设计中应规定供电电源的质量要求。供电电源质量分级可参照现行国家标准电子信息系统机房设计规范GB50174的规定执行。防静电工作区中的电子设备和设施对供电的可靠性有较高的要求，因此为了防止其他电力负荷的干扰，同时亦为有利于运行维护管理，当电子设备和设施用电容量较大时，宜由低压总配电间专用回路供电。本条又规定各种电源设施应尺量靠近电子设备和设施，是为了减少线路电压下降和线路干扰。本条及其以下各条规定指明了在防静电工作区的供配电和照

16、明设计必须解决防电源线干扰的途径。电气设计应为防静电工作区的电子设备和设施的安全运行与可靠性工作提供保证。根据IBM公司、AT&T公司及美国海军所发布的数据，影响电子设备工作的问题主要起因于长时间的电压跌落和短时间的瞬变。本条规定是为了防止雷击及操作过电压对防静电工作区中的电子设备和设施造成的危害。电子设备和设施中单相负荷的不均匀分配，特别是大容量负荷的突然变更，都将导致电压波动和谐波失真，因此本规定强调单相负荷的均匀分配，并引用现行国家标准电子信息系统机房设计规范GB50174规定的三相负荷不平衡度应小于20。同时又规定应根据负荷实际运行情况，选择放大中性线的导线截面，以防止谐波电流

17、通过时，造成中性线过热现象。本条对电源布线方式的规定，是为了防止相邻导线之间电磁骚扰能量的感应耦合，抑制电源噪声的传播。本条又规定应分别设置电子设备和设施的工作电源插座和变通电源插座，这是为了避免其他电气设备误插入电子设备和设施的专用工作电源插座，从而影响电子设备和设施的正常工作。本条是对防静电工作区中的电气设备电磁兼容性的规定。将静电泄放到大地是消除静电的一种主要方法，为了保证静电迅速、安全、有效在泄放，应设置防静电接地系统。防静电工作区有较多的电子设备是单相负荷，存在着不平衡电流，而且由于环境中有荧光灯、晶闸管以及其他非线性负荷的存在，在线路中产生高次谐波，使中性线带有较大的电流，而TN-

18、S或TN-C-S供电接地系统中有专用不带电的保护接地PE线，因此安全性好。防静电工作区必然有多种电子设备和装置，因此队了一般建筑物共有的防雷接地、工作（交流工作）接地、保护（故障保护）接地外，还有直流工作（信号参考接地、逻辑接地）接地、屏蔽接地、功率接地和防静电接地系统等。由于各自的功能不同，为了抑制相互干扰，不同功能的接地系统不应混接，而且必须遵循总等电位、局部等电位连接的原则。图2提供了防静电接地系统满足本条要求的一种布置方式，供参考。为了解决好各个接地系统之间的相互关系，在接地系统设计时，应以防雷接地系统设计为基础。由于在大多数情况下各种功能接地系统最终采用联合接地方式，因此应首先考虑防

19、雷接地系统设计，使其他功能接地系统都包含在防雷接地系统的保护范围之内。特定行业、特定地面及设施的防雷接地尚应符合现行国家标准电子信息系统机房设计规范GB50174和现行行业标准通信机房静电防护通则YD/T754、移动通信基站防雷与接地设计规范YD5068、航天系统地面设施接地要求QJ1211等的有关规定。、6.0.8防静电接地系统接地端口之间应做等电位连接。防静电接地系统应设计低阻抗的静电泄放电气通路，接地导线的横截面除了满足低电阻的要求以外，还必须有足够的机械强度及其他电磁兼容性要求。电子、航天行业标准规定接地主干线截面积不小于95mm2，本规范引用了这一规定标准。防静电接地主干线通常应从总

20、等电位接地端子板引接。当防静电工作区设置在高层建筑内，总等电位接地端子板与防静电工作区楼层垂直距离较远时，为保证防静电接地端子板与楼层其他接地设备的等电位，防静电接地主干线宜从楼层等电位接地端子板引接。现行国家标准建筑物电子信息系统防雷技术规范GB50343-2004第条条文说明中提到，当建筑物采用总等电位连接措施后，各等电位连接网络与共用接地系统有直通大地的可靠连接，每个电子信息系统的等电位连接网络，不宜再设单独的接地引下线接到总等电位接地端子板，而宜将各个等电位连接网络用接地线引到本楼层或电气竖井的等电位接地端子板。本条规定是为了保证整个设施接地系统获得良好的接地连接和低阻抗的电气通路。为

21、了减少电磁干扰的耦合，接地电缆的屏蔽金属层应两端接地。接地连接的质量是整个接地系统有效发挥作用的基本要素。由于接地对象必须是金属导体，因而当接地对象是非金属导体时，应在接地对象上设置金属连接件，采取间接接地方式。本条规定是为了避免金属物体没有可靠接地时，受到防静电工作区内电气设备的电场作用而表面积聚静电。防静电材料的静电耗散性能与环境的湿度、温度条件密切相关，可以利用空气调节系统通过对环境温度、湿度的控制，抑制静电的产生，而且大量电子设施的应用对环境条件都有温度、湿度的控制要求，因此一般防静电工作区都需要设置空气调节系统。反之，防静电材料及制品的性能参数，又必须根据环境温度、湿度控制的实际情况

22、确定。对于一级标准的防静电工作区，宜采用温度、湿度自动控制的空气调节系统，以利于环境的静电控制。本条规定了空气调节系统应区别不同要求合理配置的基本原则。本条规定的环境温度控制范围，是根据实验数据所表明达到静电最有效控制的环境条件。本条规定的环境相对湿度控制范围，是根据实验数据所表明达到静电最有效控制的环境条件。本条规定了防静电工作区选择气流组织形式的基本原则，以及对于不同气流组织形式应分别采取相应的防静电措施的基本要求。由于空调系统的送、回风口和风管管壁及工业管道输出、输入口装置是易产生静电的部位，因此本条规定了送、回风口呼风管及工业管道输出、输入口装置制作用材和接地的要求。本条是对风管和工业

23、管道安装接地的规定。本条是对配管系统中非金属管道采取间接接地的规定。本条规定是为了抑制空调和制冷设备的电噪声对电子设备正常工作的干扰。本条是对流动液体、气体和粉体管道安装的规定，由于这类管道的内壁会在液体、气体和粉体的流动过程中产生摩擦起电，因此不适当的安装将会造成静电放电的严重危害。易燃、易爆环境中的防静电接地，相关行业都已经制定了相应标准。防静电安全工作台是防静电工作区配设的一种专用工作台，具有特殊的防静电功能，在这种工作台上可以安全操作各类静电敏感元器件和电子仪器设备，可以防止因静电放电、静电感应或静电吸附造成造成的危害。本条及以下各条结合国内实际应用的情况并参考国外静电放电(ESD)控

24、制工作站相关标准制定了一些基本规定。本条规定了不同等级防静电工作区，防静电安全工作台的选用原则。腕带连接装置、限流电阻和接地引线是防静电安全工作台特有的组成部分。腕带连接装置是专为提供接插防静电腕带使用的。限流电阻是为了保障人体安全而设置的，使通过人体的安全电流不大于5mA。接地引线是为了防静电安全工作台接地而配置的。防静电安全工作台形式各异，附设构件多种多样，但有五个必备部分：工作台、防静电台面或台垫、腕带连接装置、限流电阻和接地引线。普通型防静电安全工作台台面基材由木质或其他无机材料制作，台面可贴有饰面板；型防静电安全工作台台面基材由无表面涂覆的难氧化金属或导电无机材料复合面板制作，使用时

25、再在台面上铺设防静电台垫。防静电安全工作台甲醛和苯的释放量应符合有关标准的规定。本条提出洁净室内防静电安全工作台基材要求主要是为了满足对发尘量及防静电性能稳定的控制目标。硬质台垫主要应用于一级防静电工作区，但其表面电阻或体积电阻应为2.5×1041.0×109。硬质台垫的邵氏D硬度应大于90，软质台垫的邵氏A硬度范围为4585。腕带连接装置是提供人体佩戴的防静电腕带接地的必要设施。本条从人体工程的角度提出安装位置的要求。目前有带纽扣式限流电阻的防静电腕带产品，因此本规范对限流电阻的安装位置不作要求。但限流电阻不论何种情况，都应视为防静电安全工作台的必要构成。多台防静电安全工

26、作台的接地连线不得串联连接的规定是为了确保每个工位的接地可靠。电子工业生产过程，无时无刻不在产生积聚静电，即便本规范其他各章的设计做得很好，防静电工作区某些部位仍然会形成超过规定限值的静电电位。因此，应用离子化静电消除器来中和局部表面和空气中的静电电荷是行之有效的手段。离子化静电消除器种类繁多，其作用原理、产品形式、消电效能、环境要求以及价格千差万别。离子化静电消除器按空气离子化原理可分为自感应式、高压式、同位素式、光电子式等数种。1自感应式静电消除器不需外加电源，结构简单，容易安装，宜用于空间狭窄的场所，但消电效果弱。2高压式离子化静电消除器分工频高压、高频高压、脉冲高压、直流高压多种型式。1）工频高压型发射密度高，一致性好，但消电效果较弱。2）高频高压型通过电容较方便地实现间接耦合的电晕放电，针电极的短路电流小，防爆性能好。3）脉冲高压型对气流配合的要求低，一致性好，适用于室内环境上空的全离子保护，也可应用于离子喷枪、离子风淋、离子净化工作台等设备的配套。4）直流高压型适用于要求加大消电作用距离的场合，但应配有电源输出电压升降和极性变化的可控装置。3同位素式离子化静电消除器不需外加电源，结构简单，维护方便，设计应根据同位素的放射强度和半衰期，以及射线的电离能力和穿透能力选择。4光电子式离子化静电消除器消电